قراءة منحنى مضخة الطرد المركزي
يعد اختيار مضخة الطرد المركزي المناسبة لتطبيقك أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق أقصى قدر من الأداء على المدى الطويل. لن تعمل المضخة الخاطئة بشكل غير فعال فحسب ، بل يمكن أن تفشل قبل الأوان لأنها غير مناسبة بشكل مثالي للتطبيق"الظروف.
يبدأ تحديد أفضل مضخة للتطبيق الخاص بك بفحص منحنى المضخة ، والذي يشير إلى كيفية أداء المضخة مقابل معدلات محددة لرأس الضغط والتدفق. التفسير الصحيح لهذه البيانات هو الطريقة الوحيدة لاتخاذ قرارات مستنيرة بشأن اختيار المضخة ، وحجم المحرك ، واستراتيجيات استهلاك الطاقة وعوامل أخرى. قبل قراءة منحنى المضخة ، يجب جمع المعلومات التالية لنظام معين:
· معدل التدفق المطلوب بالجالونات في الدقيقة (gpm)
· أحجام الأنابيب ومكونات النظام المناسبة
· رأس النظام بالقدم
بعد إجراء هذه الحسابات ، حان الوقت للعثور على مضخة تعمل بكفاءة ضمن معلمات النظام.
المصطلحات الأساسية: منحنى المضخة ، وأفضل الممارسات البيئية ، ومنحنيات النظام
أ منحنى المضخة يشير إلى التدفق على المحور السيني (الأفقي) وضغط الرأس على المحور الصادي (العمودي). يبدأ المنحنى عند نقطة التدفق الصفري ، أو رأس الإغلاق ، وينخفض تدريجيًا حتى يصل إلى نقطة نفاد المضخة أو معدل التدفق الأقصى.
المضخة"ق التشغيل"مكان جميل،"أو أفضل نقطة كفاءة (BEP) ، تقع بشكل عام بالقرب من منتصف المنحنى. المضخات هي الأكثر كفاءة ولديها أعلى متوسط عمر متوقع لها عندما يمكن تشغيلها بالقرب من أفضل الممارسات البيئية ، على النحو الذي تحدده الشركة المصنعة. عادةً ، تُعرف المنطقة الواقعة على المنحنى بين 70 و 120 بالمائة من أفضل المعاملات البيئية بأنها منطقة التشغيل المفضلة (POR) للمضخة.
يتم استخدام منحنى ثانٍ ، يسمى منحنى النظام ، مع منحنى المضخة ويمكن تراكبه على نفس الرسم البياني. يمثل منحنى النظام رأس النظام في تطبيقك المحدد بمعدلات تدفق مختلفة ويتم حسابه عن طريق تحديد النظام"ق رأس ثابت وفقدان الاحتكاك.
على منحنى النظام ، مع زيادة معدل التدفق ، يحدث ارتفاع مقابل في رأس النظام ، أو الضغط المطلوب لجعل السائل يتحرك. يشار إلى الطاقة المستخدمة للتغلب على مقاومة التدفق بفقدان الرأس (أو الضغط) بسبب الاحتكاك.
يشير تراكب منحنى النظام على منحنى المضخة إلى كيفية أداء المضخة وفقًا لمعدل تدفق محدد وضغط الرأس ، اعتمادًا على موضع صمام التحكم في المضخة وقطر المكره. تشير النقطة التي يتقاطع عندها منحنى المضخة ومنحنى النظام على الرسم البياني إلى المضخة"s نقطة التشغيل الفعلية في هذا النظام المعين.
الصورة 1. منحنى سرعة واحدة (الصور مقدمة من Grundfos)
للتوضيح ، ضع في اعتبارك المثال التالي وارجع إلى منحنى السرعة المفرد المعروض في الصورة 1:
· تدفق 9000 جالون في الدقيقة
· رأس 180 قدم
حدد 9000 جالون في الدقيقة على المحور السيني ، وتابعها حتى تتقاطع مع 180 قدمًا من الرأس على المحور ص. ستقع نقطة التقاطع باتجاه منتصف المنحنى ومن المحتمل أن تكون داخل POR ، مما يجعل المضخة اختيارًا جيدًا لهذا التطبيق المثال.
سيكون من المهم التأكد من أنها تقع في الواقع ضمن POR عن طريق التحقق من الشركة المصنعة"المبادئ التوجيهية.
يمكن أن يمثل نفس الرسم البياني كيفية المضخة"سيتغير أداء s إذا تم تقليل أو تكبير قطر المكره. يتم التعبير عن القطر بالبوصة المجاورة لمنحنى كل منها. لا يؤثر التغيير في قطر المكره على منحنى النظام ، والذي يتحول فقط إذا كان هناك تغيير في رأس النظام ، مثل الصمام المغلق. نقاط التقاطع هي المكان الذي ستعمل فيه المضخة عند كل قطر.
لاحظ أنه يجوز تغيير قطر المكره ، وكذلك ظروف النظام ، طالما أن أداء المضخة لا يزال يقع ضمن POR. هناك نطاق أوسع لمنحنى المضخة تم تحديده على أنه منطقة التشغيل المسموح بها (AOR) ، حيث قد يُسمح بتشغيل المضخة ويكون مفيدًا. يقع عادةً بين خط التدفق المستقر الأدنى (MCSF) وخط الجريان. إذا كان أداء المضخة خارج تلك المنطقة ، فابحث عن مضخة أخرى.
عناصر منحنى المضخة الأخرى
بالإضافة إلى رسم منحنيات المضخة والنظام ، يوفر الرسم البياني لمنحنى المضخة عناصر أخرى مهمة لاختيار المنتج المناسب لتطبيقك.
منحنى الكفاءة: يمثل منحنى كفاءة المضخة مضخة"s عبر نطاق التشغيل بالكامل. يتم التعبير عن الكفاءة بالنسب المئوية على يمين الرسم البياني للمنحنى. يتم تمثيل BEP بواسطة منحنى الكفاءة"s ، مع انخفاض الكفاءة حيث ينحرف المنحنى بعيدًا ، إما يمينًا أو يسارًا ، عن BEP. ستساعد معرفة نسبة الكفاءة أيضًا في حساب القدرة الحصانية المطلوبة للتطبيق.
خطوط كفاءة ISO: خطوط المنظمة الدولية للتوحيد القياسي (ISO) هي منحنيات إهليلجية مركزة تشير إلى كفاءة متساوية على الرسم البياني لمنحنى المضخة. يتم استخدامها كوسيلة أخرى لتمثيل كيفية تغير مستويات الكفاءة على طول منحنى المضخة أثناء تحركها بعيدًا عن BEP أو إذا تم تقليل قطر المكره.
منحنى القوة: يمثل منحنى الطاقة الحمل الذي تفرضه المضخة على السائق عند نقطة معينة على منحنى المضخة ويساعد في تحديد الحجم المناسب للمحرك. يتم تمثيله كرسم بياني منحنى منفصل ويرتفع تدريجياً نحو ذروة حمله ، والذي يكون عادةً قريبًا من BEP مع معظم أنواع المضخات الديناميكية الدورانية. بعد ذلك ، ينخفض عندما يقترب من نقطة الجريان السطحي.
منحنى رأس الشفط الإيجابي الصافي: يشير رأس الشفط الإيجابي الصافي المطلوب (NPSHr) إلى مقدار القوة اللازمة لدفع السائل إلى عين دافع المضخة. يتم عرضها بالأقدام أسفل الرسم البياني لمنحنى المضخة الرئيسي. إن معرفة المقدار الصحيح من NPSHr سيمنع المضخة من التجويف والاهتزاز والفشل قبل الأوان.
مضخات متغيرة السرعة
حتى الآن ، تم النظر فقط في المضخات الثابتة أحادية السرعة. الآن دعونا نلقي نظرة سريعة على منحنى السرعة المتغيرة الموضح في الصورة 2.
الصورة 2. منحنى السرعة المتغيرة
عند ملاحظته على الرسم البياني ، يتم تمثيل السرعات المختلفة بوحدات rpm بواسطة منحنيات منفصلة. مع انخفاض السرعة ، تساعد منحنيات المضخة متغيرة السرعة على التنبؤ بالتخفيضات المقابلة لمستويات التدفق والرأس ، بناءً على نقاط تقاطعها مع منحنى النظام. على طول قوس منحنى النظام ، تستمر التخفيضات حتى يصل التدفق والرأس في النهاية إلى الصفر وتتوقف المضخة في الدقيقة. يمكن أيضًا إضافة منحنيات نظام إضافية لتوضيح ، على سبيل المثال ، تأثير فتح وإغلاق صمامات المنطقة المختلفة كما هو الحال في نظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC). لاحظ أنه وفقًا لنوع التحكم في السرعة المستخدم ، قد تعمل المضخة على منحنى تحكم مختلف عن منحنى النظام.
لا يمكن أن تغطي الشروط والاعتبارات المذكورة أعلاه كل سيناريو قد يواجهه المحدد. ومع ذلك ، فإن فهمها سيساعد في توفير أساس متين لتفسير منحنى المضخة.
وهذا بدوره سيعزز القرارات السليمة عند اختيار وتحديد المضخات.
https://www.pumpsandsystems.com/pumps